科技论坛 电网应急演练模拟系统运用虚拟现实技术的分析 王冬冬 （国网辽宁省电力有限公司技能培训中心，辽宁锦州１２１０００） 摘要：虚拟现实技术是以计算机为核心的视、听、触一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备能够与虚拟环境中的对象进行交互， 产生身临其境的感觉。运用虚拟现实技术实现电网应急演练模拟系统能够通过三维技术生动逼真展示电气设备信息和虚拟场景，通过人 工智能技术模拟应急现场抢救流程，有效提高电网企业应急演练的理论和实践能力。 关键词：应急演练；模拟系统；虚拟现实 ３电网应急模拟演练系统功能设计 我国电网规模大、结构复杂，容易受到自然灾害和外力破坏的 影响，供电企业和电力抢修部门在停电时需要快速恢复供电能力， ３．１演练配置管理 以恢复居民的正常生活和企业的正常工作。运用虚拟现实技术实现 演练配置管理系统由四个子模块构成，分别时演练事件管理、 的应急演练模拟系统能够有效提高指挥人员和救援人员对于应急 参演信息管理、演练场景任务配置、演练脚本配置。演练事件管理需 流程和自身职责的熟练程度，促进各部门之间在进行发生电网事故 要设置演练的基本信息和受灾地点的详细情况；参演信息管理需要 时相互配合。 对参演人员配备、单位任务、场景设置等进行管理；演练场景任务配 １电网应急模拟演练系统的实现方法 置需要对演练场景和场景任务进行管理，根据电网不同部门的不同 任务配置不同场景任务；演练脚本配置需要根据脚本在预置时间点 １．１电网应急模拟系统构成 电网应急模拟系统包括硬件系统、软件系统和数据库系统三部 向参演人员推送灾害视频、图片等信息。分构成，硬件系统包括计算机、声像处理系统和感知系统等；软件系 ３．２演练执行 统包括三维建模软件、场景纹理生成与处理软件等；数据库系统包 演练执行系统由三个子模块构成，分别是权限管理、信息交互、 括三维环境模型数据库、环境纹理影像数据库等。『１］视觉沉浸感是虚 应急处置。权限管理管理用户登陆、导演监控等权限信息；信息交互 拟现实技术中最重要的部分，构建虚拟场景首先需要利用３ＤＭａｘ 主要包括公告、信息、通话三种形式的信息；应急处置包括通用功能 建模工具对需要仿真的实体和环境进行三维建模；然后将建设好的 和业务功能，通用功能包括如地图查看、场景切换等；业务功能包括 动画和角色模型以特定格式输出保存；最后将保存的文件导入Ｖｉ卜 响应启动、响应行动等。【３】演练执行是系统中最重要的功能，设计过 ｔｏｏｌｓ中，添加能够实现交互功能的脚本，完成特定应急模拟系统的 程中需要根据不同部门之间的不同任务设置不同的场景，并且需要 对于权限进行控制，设置良好的信息交互功能才能够保证演练执行 设计。 １．２电网应急模拟系统中的虚拟现实技术 任务的顺利完成。 ３．３单项技能 虚拟场景交互技术。利用虚拟现实技术实现电网应急模拟演练 系统，场景交互、角色之间的协同作用也是必不可少的，利用空间定 单项技能相对于演练执行来说，更强调应急人员在不同环境下 位、三维行为交互和环境变化等形成一个虚拟应急模拟演练环境。 对于具体的技能操作的学习和考核，技能配置中需要添加对培训的 多人在线技术。利用网络连接和数据库技术能够实现多人同时在 增加、删除、修改等功能，而且能够实现用户对技能培训和考核结果 线，并且能够实现多人联机和数据串流等功能。电网应急模拟系统 的查询。在电网应急演练模拟系统中设置单项技能功能，能够有针 中需要通过数据库进行多人联机，实现多人在线功能，有效提高环 对性地对参演人员的转型技能进行训练，通过及时强化提高应急参 演人员的单项技能，才能够为其综合能力的提高奠定基础。 境的沉浸感。 ３．４演练评估 碰撞检测算法。利用碰撞检测算法随时检测物体之间发生碰撞 的位置。并且及时进行处理，能够保持环境的真实性和物体运动的 在响应结束之后，需要对演练活动进行评估，专家组评估根据 逼真性。碰撞检测算法能够有效测算出不同场景下人、物的运动轨 评估模板进行评估；自动评估根据系统演练数据进行评估并产生评 迹，以及由此产生的结果，为电网应急演练模拟系统提供更真实的 估报告。电网应急演练模拟系统在演练结束之后对于演练行动进行 评估能够有效对于参与应急演练人员的单项技能和综合能力进行 场景。 粒子特效技术。粒子特效技术通过将无数单个粒子进行组合使 评价，无论是专家评估还是自动评估都能够促进参演人员认真参与 其呈现出固定形态，借用控制器控制整个或单个运动。粒子特效技 演练。 术能够模拟复杂三维自然景物，如水、火、气等，借此营造出逼真的 结束语 电网应急演练模拟系统运用虚拟现实技术通过三维技术、虚拟 效果，满足虚拟现实技术中对于沉浸感的要求。 三维技术。三维技术是随着计算机软硬件技术的发展而产生的 场景交互技术、多人在线技术、粒子特效技术、碰撞检测算法逼真地 不仅使得提高应 Ｉ＇ｑ新兴技术，设计师在虚拟的三维世界中根据需要表现的对象的 营造出电网系统不同部门不同场景下的不同任务，尺寸形状建立模型和场景，再根据要求设定运动轨迹和其他参数。 急人员的单项技能成为可能，而且能够为应急人员在不同场景下进 三维技术与虚拟现实技术进行有机结合能够准确反映电力设备的 行应急工作提供良好的环境。 参考文献 综合信息，在多场景之间进行的综合应急演练更加逼真。 ２电网应急模拟演练系统技术架构 ［１１芦倩，朱朝阳，于振，刘超．虚拟现实技术在电网应急演练模拟系统 Ｊ】．电力信息与通信技术，２０１５（３）：７—１１． 电网应急模拟演练系统主要有两种架构模式，一种是Ｃ／Ｓ模 中的应用『２１王国栋，任钢．基于虚拟现实技术的应急推演沙盘系统的设计和实 式，另一种是Ｂ／Ｓ模式，两种模式能够实现不同的功能，电网应急模 ［拟演练系统能够敏捷地适应业务规则变化，满足应用集成性、安全 现［Ｊ］．软件，２０１２（８）：２３－２７． ３１唐洪良，骆志刚．基于虚拟现实技术的配电线路巡检虚拟仿真培训 性和灵活性方面的要求。￣］Ｃ／Ｓ模式具备强大的数据操作能力和事务 『处理能力，能够保证数据的安全性和完整性，良好的交互性适用于 系统【Ｊ】．科技创新与应用，２０１３，２９：５６． 大型系统的开发使用，如三维虚拟仿真系统。Ｂ／Ｓ模式能够有效弥补 Ｃ／Ｓ模式存在的不足之处，不需要安装专门的软件就可以在任何地 方进行操作，系统的扩展非常容易，能够实现客户端零安装和零维 －护。
